بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته أخوتي الأعزاء احبابي اصحابي متابعيني احبكم جميعا تابعوا وترقبوا مني انا أخوكم ابو شاكر
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته أخوتي الأعزاء احبابي اصحابي متابعيني احبكم جميعا تابعوا وترقبوا مني انا أخوكم ابو شاكر
- الدائرة الكهربائية البسيطة :
1.منبع او مصدر تغذية
- وهذه الدائرة مؤلفة من مصدر للطاقة او منبع وأيضاً من الحمل وهذه الدارة يركب عليها قوانين الكهرباء
- الدائرة الكهربائية للانارة:مؤلفة من
2.حمل مثل (لمبة)
3.علبة توزيع
4.مفتاح عادي
الدائرة الكهربائية تنتج دارة كهربائية عن توصيل عدة أجهزة ثنائية الأقطاب مع بعضها بحيث تكون شبكة مغلقة حتى تعمل. ولتبسيط ذلك نأخذ دارة بسيطة تتكون من بطارية ومصباح ومفتاح. عند غلق الدارة تلاحظ إضاءة المصباح وذلك بسب مرور تيار كهربائي.
سميت الدارة الكهربائية بـِدارة لأن تيار كهربائي لا يسري في الدارة إلا إذا كانت الدارة مغلقة مثل الدائرة. وسميت بـِكهربائية لأن عملها يعتمد على الكهرباء. انظر كهرباء.
وتشتمل الدارة الكهربائية عادةً على منبع، كالبطارية أو المولِّد، يقدم الطاقة الكهربائية إلى الشحنات الكهربائية المشكِّلة للتيار، وعلى أدوات تستخدم ذلك التيار كالمصابيح والمحركات الكهربائية وغيرها، وكذلك على أسلاك توصيل أو خطوط نقل.
إن التيار الكهربائي الذي يسري في الموصلات والمحاليل الكهرلية ينشأ نتيجة لحركة أيونات - وهي جزيئات تحمل شحنة كهربائية سالبة أو موجبة - فالالكترونات هي الشحنات المتحركة في المواد الموصلة، والأيونات بنوعيها السالبة أو الموجبة هي الشحنات المتحركة في المحاليل الكهرلية كما تعمل البطارية.
مفتاح التيار يتحكم في إضاءة أو إطفاء المصباح. فهو يعمل على إغلاق الدارة الكهربائية ليمر التيار (حيث تكون الدائرة الكهربائية كاملة) ويضيء المصباح، نقول أن الدارة مغلقة. أو يعمل على فتح الدائرة أو قطعها فلا يمر التيار الكهربائي في الدائرة المقطوعة، ولا يضيء المصباح ونقول أن الدارة مفتوحة.
ملحوظة: يسمى العمود مصدراً كهربائيا والمصباح مستقبلا. عمود البطارية والمصباح وقاطع التيار (المفتاح) مكونات كهربائية، لكل منها مربطان تسمى ثنائيات القطب. قطب يدخل منه التيار والقطب الآخر يخرج منه التيار.
تتكون الدارة الكهربائية البسيطة من ثنائيات أقطاب موصولة ببعضها بواسطة أسلاك (موصّلة)، وتحتوي على مصدر للتيار ومفتاح ومستقبل (مصباح، أو راديو أو ثلاجة...إلخ)
التيار الكهربائي: هو قياس لمعدل مرور الشحنة الكهربائية في الدارة. وتنعكس حركة الشحنات الكهربائية بصورة دورية مع الزمن في التيار المتناوب، في حين تكون الجهة ثابتة في حالة التيار المستمر. وواحدة شدة التيار هي الأمبير (A).
ـ الجهد (فرق الكمون): الجهد بين شفع من الطرفيات هو قياس للعمل المطلوب لتحريك شحنة عبر الدارة التي تصل بينهما. وواحدة الجهد هي الفولط (V).
ـ الاستطاعة: الاستطاعة هي معدل نقل الطاقة الكهربائية، وواحدتها الواط (W). وتُعطى الاستطاعة التي يرمز لها بـ p بالعلاقة:
P = V x i
حيث V هو الجهد وi هو شدة التيار.
ثنائيات الأقطاب
يُسمى ثنائي قطب كل مكوّن ذي قطبين يمرّ فيه تيار i خضع لجهد V والعكس صحيح. وتوجد ثلاث ثنائيات أقطاب مطاوعة أساسية مستخدمة في الدارات الكهربائية هي المقاومة والمكثفة والوشيعة.
ـ المقاومة: هي عنصر يبدد الاستطاعة الكهربائية على شكل حرارة. ويُقال عن مقاومة إنها خطيّة إذا كان مميزها في المستوي (v, i) مستقيماً يمر من المبدأ. ويرمز للمقاومة بالرمز R وواحدتها الأوم. كما يطلق على مقلوب المقاومة اسم الناقلية (σ) وواحدتها سيمنز (S).
يمكن ربط المقاومات على التسلسل (الشكل -1) بحيث يمر فيها التيار ذاته، فيكون ثنائي القطب المكافئ مقاومة قيمتها
ربط المقاومات على التسلسل.
أما إذا رُبطت المقاومات على التفرع (الشكل-2) بحيث تخضع كل مقاومة للجهد نفسه فيكون ثنائي القطب المكافئ مقاومة مقلوب قيمتها:
ـ المكثفة: هي عنصر يختزن الطاقة الكهربائية، ويمكنه تحريرها في وقت لاحق. وتتألف المكثفة البسيطة من صفيحتين ناقلتين متوازيتين يفصل بينهما عازل كهربائي، وتكون الشحنة المختزنة في عازل مكثفة مثالية (عديمة الضياع) متناسبة والجهد على طرفيها. ويطلق على ثابت التناسب سعة المكثفة (C) ويقاس بالفاراد (F). ويتناسب تيار شحن المكثفة i(t) ومشتق الجهد v(t) على طرفيها بالنسبة للزمن:
ومن ثَم تشكل المكثفة المثالية دارة مفتوحة ضمن دارة تيار مستمر.
وتُربط المكثفات على التفرع (الشكل-3) فتكون السعة الفعلية للدارة التفرعية:
أما إذا رُبطت على التسلسل (الشكل-4) فيكون مقلوب السعة الفعلية للدارة الكلي
مبادئ الدارات الكهربائية
ـ قانون أوم: ينص قانون أوم على أن فرق الكمون بين طرفي سلك ناقل يتناسب وشدة التيار، ويٌطلق على ثابت التناسب اسم المقاومة الكهربائية للناقل (R) وواحدتها الأوم(Ω).
V = R x i
ـ قانون جول: ينص هذا القانون على أن كمية الحرارة المنتشرة في وحدة الزمن في ناقل ما، تتناسب مع مقاومته ومع مربع شدة التيار المار فيه.
ـ قانونا كيرشوف: يعتمد قانون كيرشوف للتيار على أن معدل تدفق الشحنات إلى أي نقطة أو عقدة من دارة يساوي معدل تدفق الشحنات الخارجة منها. أي أن المجموع الجبري للتيارات الواردة إلى أي عقدة يساوي المجموع الجبري للتيارات الصادرة منها.
5032-13.
في حين يعتمد قانون كيرشوف للجهد على أنه لن يكون هناك تغير في الكمون الكهربائي لدى القيام بدورة كاملة حول دارة. أي أن المجموع الجبري للقوى المحركة الكهربائية وفروق الكمون حول أي دارة مغلقة معدوم.
5032-7.
الدارات الكهربائية الخطية الأساسية
ـ الدارات الخطية من الدرجة الأولى RC وRL: وهي دارات مكوَّنة من عنصرين أساسيين (مقاومة ومكثفة أو مقاومة ووشيعة) مربوطين على التسلسل أو على التفرع. وتُوصف هذه الدارات بأنها من الدرجة الأولى لأن المعادلة التفاضلية التي تحكم الدارة هي من الدرجة الأولى. وسنكتفي بإيضاح الدارات RC نظراً للازدواجية بينها وبين الدارات RL.
ـ الدارات RC التسلسلية: إذا طُبق على دارة RC تسلسلية منبع جهد من نوع خطوة فإن التيار البدائي يتناقص وفق الثابت الزمني RC في حين يزداد الجهد على طرفي المكثفة ليبلغ 99% من القيمة النهائية (الحالة الدائمة) خلال زمن t=5tτ فقط. وتمثل هذه الدارة عملية شحن المكثفة. فإذا حُذف منبع الجهد واستعيض عنه بقصر دارة حصلت عملية التفريغ.
وبتطبيق إشارة جيبية على الدارة، المؤلفة من مقاومة R ومكثفة سعتها C، وأخذ جهد الخرج على طرفي المكثفة، نحصل على دارة مرشح تمرير عال، يعطى تردد قطعها بالعلاقة:
5032-10.
وتُستخدم هذه الدارات أيضاً كدارات إزاحة للطور.
ـ الدارات RC التفرعية: إذا كانت لدينا دارة RL تفرعية مطبق عليها تيار من نوع خطوة، فإن الدراسة والنتائج متماثلة مع إبدال الجهد بالتيار.
ـ الدارات الخطية من الدرجة الثانية RLC: وهي الدارات الدينامية التي تتضمن مكثفتين أو وشيعتين أو مكثفة وحيدة ووشيعة واحدة. ويوجد نوعان من الدارات RLC التسلسلية والتفرعية، وسنكتفي بعرض الدارة التسلسلية نظراً للتقابل بينها وبين الدارة التفرعية.
ـ الدارة RLC التسلسلية: لهذه الدارة (الشكل-6) في النمط الجيبي أهمية خاصة تتجلى في كونها أبسط دارة يمكن بوساطتها دراسة ظواهر التجاوب.
دارة RCL تسلسلية
ويُسمى نبض التجاوب w0 للدارة النبض الذي. يكون التيار من أجله أعظمياً، ويعطى بالعلاقة:
5032-9
حيث L تحريضية الوشيعة وC سعة المكثفة.
ونحصل بين طرفي الوشيعة (أو المكثفة) عند تردد التجاوب على جهد أعلى بـ Q مرة من جهد المنبع. ويُطلق على هذه الظاهرة اسم فرط الجهد. ويميز عامل فرط التوتر (الفولطية) Q آمل ان نكون قد وفقنا على هذا القدر من المعلومات.
_اشكركم على متابعتي ومرافقتي في هذه التدوينة دمتم بألف خير وصحة وسلامة وعافية
_اشكركم على متابعتي ومرافقتي في هذه التدوينة دمتم بألف خير وصحة وسلامة وعافية
Abo chakir tech
نشكرك على معلوماتك
ردحذف